(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼塊を熱間で圧延し丸棒鋼を得る圧延方法において、
鋼塊が一対の圧延ロールによって形成される略矩形の圧延孔に通されて、断面が略矩形の鋼片が得られる第一圧延工程、
この鋼片が一対の圧延ロールによって形成される略菱形又は略楕円の圧延孔に通されて、鋼片の稜部が圧延される第二圧延工程、
この鋼片が一対の圧延ロールによって形成される略楕円の圧延孔に通されて、断面が略楕円の鋼片が得られる第三圧延工程
及びこの鋼片が一対の圧延ロールによって形成される略円の圧延孔に通されて、断面が略円の鋼片が得られる第四圧延工程を含む丸棒鋼の製造方法。
【請求項２】
上記第二圧延工程に先立ち、略菱形又は略楕円の圧延孔を形成する一対の圧延ロールの間隔が鋼片の断面の大きさに応じて調整される工程を更に含む請求項１に記載の丸棒鋼の製造方法。
【請求項３】
一対の圧延ロールを備えており、一対の圧延ロールにより鋼塊を矩形の断面の鋼片に圧延する分塊圧延機と、
一対の圧延ロールを備えており、一対の圧延ロールにより矩形の断面の鋼片の稜部を圧延する稜部圧延機と、
一対の圧延ロールを備えており、一対の圧延ロールにより稜部を圧延された鋼片を丸棒鋼などの所定断面に圧延する鋼片圧延機と、
を備えており、
稜部圧延機の一対の圧延ロールには、略菱形又は楕円形の圧延孔及び圧延せずに通される通し孔が形成されている圧延設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、丸棒鋼の製造方法に関する。詳細には、本発明は、鋼片を圧延して丸棒鋼を得る圧延方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
丸棒鋼の製造方法として、圧延による方法が広く知られている。精錬及び造塊の工程を経て鋼塊が得られる。鋼塊が分塊圧延されて、鋼片が得られる。この鋼片が圧延されて、丸棒鋼が得られる。
【０００３】
図６は、従来の丸棒鋼の圧延設備１００が示された概念図である。この圧延設備１００は、分塊圧延機１０２及び鋼片圧延機１０４を備えている。分塊圧延機１０２では鋼塊１０６が圧延ロール１０８により圧延されて鋼片１１０が得られる。鋼片圧延機１０４ではこの鋼片１１０が圧延ロール１１２により圧延されて丸棒鋼１１４が得られる。
【０００４】
図７は、従来の鋼片１１０が圧延されて丸棒鋼１１４が得られる鋼片圧延の工程図である。鋼片１１０は熱間圧延される。断面矩形の鋼片１１０は、圧延ロール１１２の略楕円の圧延孔に通されて断面が楕円の鋼片１１６に圧延される。鋼片１１６は、圧延ロール１１２の略円の圧延孔に通されて断面が円の丸棒鋼１１４に圧延される。このようにして、鋼片１１０から断面が円の丸棒鋼１１４が得られる。
【０００５】
大きな断面の鋼片１１０では、圧延する際に圧延ロール１１２への噛み込み不良が発生することがある。また、圧延された丸棒鋼１１４の外周表面に疵が発生することがある。この疵は、丸棒鋼１１４の長手方向に被さり状に連続する疵である。この疵は、ヘゲ疵と言われている。
【０００６】
矩形の断面の鋼片１１０に代えて八角形の断面の鋼片を圧延して円形断面の鋼片を得る圧延方法がある。この方法では、八角形の断面の鋼片から楕円の鋼片１１６に圧延される。楕円の鋼片１１６から円の丸棒鋼１１４に圧延される。この圧延方法では、圧延ロール１１２への噛み込み不良及びヘゲ疵の発生が抑制されている。この方法では、分塊圧延で鋼片の断面を八角形に圧延する。
【０００７】
図６に示されるように、一般に分塊圧延機は、断面を矩形にする圧延ロール１０８を備えている。八角形の断面の鋼片に圧延する際には、この圧延ロール１０８を八角形の断面に圧延する圧延ロール１１８に型替えする。この圧延ロール１０８と１１８との型替えには時間がかかる。この型替えは生産効率を低下させる。
【０００８】
分塊圧延機で八角形の断面の鋼片に圧延する方法が、特開２００４−１８８４６１号公報に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１８８４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の圧延方法では、断面を八角形に圧延する圧延ロール１１８無しでは、製品歩留まりが低下する。また、圧延ロール１１８を使用する場合には、型替えにより生産効率が低下する。
【００１０】
本発明の目的は、品質に優れた丸棒鋼が効率よく得られる製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る、鋼塊を熱間で圧延し丸棒鋼を得る圧延方法は、以下の圧延工程を含んでいる。第一圧延工程では、鋼塊は一対の圧延ロールによって形成される略矩形の圧延孔に通されて、断面が略矩形の鋼片が得られる。第二圧延工程では、この鋼片は一対の圧延ロールによって形成される略菱形又は略楕円の圧延孔に通されて、鋼片の稜部が圧延される。第三圧延工程では、この鋼片が一対の圧延ロールによって形成される略楕円の圧延孔に通されて、断面が略楕円の鋼片が得られる。第四圧延工程では、この鋼片は一対の圧延ロールによって形成される略円の圧延孔に通されて、断面が略円の鋼片が得られる。
【００１２】
好ましくは、上記第二圧延工程に先立ち、略菱形又は略楕円の圧延孔を形成する一対の圧延ロールの間隔が鋼片の断面の大きさに応じて調整される工程を更に含む。
【００１３】
本発明に係る圧延設備は、鋼塊を矩形の断面の鋼片に圧延する分塊圧延機と、矩形の断面の鋼片の稜部を圧延する稜部圧延機と、稜部を圧延された鋼片を丸棒鋼などの所定の断面に圧延する鋼片圧延機とを備えている。これらの圧延機は、一対の圧延ロールを備えており、この一対の圧延ロールにより圧延する。鋼片の稜部を圧延する圧延機の一対の圧延ロールには、略菱形又は略楕円の圧延孔及び圧延せずに通される通し孔が形成されている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る製造方法では、丸棒鋼のヘゲ疵の発生が抑制される。本発明に係る方法は、生産効率に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る丸棒鋼の圧延設備２が示された概念図である。この圧延設備２は分塊圧延機４、稜部圧延機６、鋼片圧延機８を備えている。分塊圧延機４は圧延ロール１０を備えている。稜部圧延機６は圧延ロール１２を備えている。鋼片圧延機８は圧延ロール１４を備えている。
【００１７】
図２は、図１の分塊圧延機４の圧延ロール１０が示された正面図である。この圧延ロール１０はカリバー１６を備えている。一対の圧延ロール１０のカリバー１６により、略矩形の圧延孔１８が形成されている。
【００１８】
図３（ａ）は、図１の稜部圧延機６の圧延ロール１２が示された正面図である。この圧延ロール１２はカリバー２０及びカリバー２２を備えている。カリバー２０は、一対のテーパ面２４を備えている。テーパ面２４は、円錐台形状のテーパ面である。一対のテーパ面２４は、互いに対向して位置している。角度θは、図３（ａ）の正面図における、一対のテーパ面２４の交差角度である。一対の圧延ロール１２のカリバー２０により、略菱形状の圧延孔２６が形成されている。
【００１９】
図３（ａ）に示されたカリバー２２は、一対のテーパ面２８及び円筒面３０を備えている。テーパ面２８は、円錐台形状のテーパ面である。一対テーパ面２８は、互いに対向して位置している。円筒面３０は、この一対のテーパ面２８の間に位置している。円筒面３０は、圧延ロール１２の回転軸に平行な円筒外周面である。一対の圧延ロール１２のカリバー２２により、通し孔３２が形成されている。
【００２０】
図３（ｂ）は、図１の稜部圧延機６の圧延ロール１２が示された側面図である。図３（ｂ）において、この上方の圧延ロール１２は、反時計回りに回転させられている。下方の圧延ロール１２は時計回りに回転させられている。鋼片は、左側から右向きに圧延孔２６を通り部分圧延される。上方の圧延ロール１２は、図示されていないが、送り装置により、上下方向に移動可能にされている。上方の圧延ロール１２の上下方向の移動により、一対の圧延ロール１２の間隔は変更可能になっている。これにより、圧延孔２６の上下方向の間隔は、所望の間隔に変更可能となっている。
【００２１】
図４は、図１の鋼片圧延機８の圧延ロール１４が示された正面図である。この圧延ロール１４はカリバー３４及びカリバー３６を備えている。一対の圧延ロール１４のカリバー３４により、略楕円の圧延孔３８が形成されている。一対の圧延ロール１４のカリバー３６により、略円の圧延孔４０が形成されている。この圧延ロール１４には略楕円の圧延孔３８及び略円の圧延孔４０の両方が形成されている。この圧延ロール１４を備えた鋼片圧延機８は、鋼片の断面を楕円に圧延する圧延機と円に圧延する圧延機とを兼ねている。二つの圧延ロールに略楕円の圧延孔３８と略円の圧延孔４０とを別々形成してもよい。この場合、鋼片の断面を楕円に圧延する圧延機と円に圧延する圧延機とが別々に設けられる。
【００２２】
図５は、図１の圧延設備が用いられた製造方法の一例が示されたフロー図である。この製造方法では、精錬（ＳＴＥＰ１）及び造塊（ＳＴＥＰ２）の工程を経て、鋼塊４２が得られる。鋼塊４２が第一圧延（ＳＴＥＰ３）に供される。第一圧延では、分塊圧延機４の圧延孔１８（図２参照）に鋼塊４２が通されて、鋼片４４が得られる。この第一圧延は、「分塊圧延」と称される。
【００２３】
この鋼片４４は、第二圧延（ＳＴＥＰ４）に供される。第二圧延では、稜部圧延機６の圧延孔２６（図３（ａ）参照）に鋼片４４が通される。稜部圧延機６によって鋼片４４の稜部が圧下され、鋼片４６が得られる。この第二圧延は「稜部圧延」と称される。
【００２４】
この鋼片４６は、第三圧延（ＳＴＥＰ５）に供される。第三圧延では、鋼片圧延機８の圧延孔３８（図４参照）に鋼片４６が通される。第三圧延により、断面が楕円である鋼片４７が得られる。
【００２５】
この鋼片４７は、第四圧延（ＳＴＥＰ６）に供される。第四圧延では、鋼片圧延機８の圧延孔４０（図４参照）に鋼片４７が通される。第四圧延により、断面が円である丸棒鋼４８が得られる。丸棒鋼４８は、この第四圧延により所定の断面に圧延されている。この所定断面の形状は、予め定められた製品の断面形状である。この実施形態では、丸棒鋼４８の円形断面形状である。圧延孔４０の形状は、この円形断面形状に形成されている。第三圧延（ＳＴＥＰ５）及び第四圧延（ＳＴＥＰ６）は、合わせて「鋼片圧延」と称される。
【００２６】
この製造方法では、第二圧延（ＳＴＥＰ４）において鋼片４４の稜部が圧下される。稜部が圧下されていない鋼片４４が第三圧延の圧延孔３８に通されると、鋼片４４の稜部から圧延孔３８を構成する圧延ロール１４に当接する。稜部のみが圧延ロール１４に当接することで、圧延孔３８で噛み込み不良が発生し易い。稜部圧延された鋼片４６では、この噛み込み不良の発生が抑制されている。
【００２７】
稜部が圧下されていない鋼片４４が楕円の圧延孔３８に通されると、鋼片４４の稜部が鋼片４４の側面に被さる様に圧延されやすい。稜部が鋼片４４の側面に被さる様に圧延された鋼片では、丸棒鋼に圧延された表面にヘゲ疵が発生する。稜部圧延された鋼片４６では、圧延により稜部が鋼片４６の側面に被さることが抑制される。これにより、丸棒鋼４８のヘゲ疵の発生が抑制される。
【００２８】
前述のように、図３に示された一対の圧延ロール１２の間隔は変更可能になっている。断面の大きな鋼片４４が稜部圧延される際には、上方の圧延ロール１２が上方に移動して位置決めされる。稜部圧延される鋼片４４の断面の大きさに応じて、上方の圧延ロール１２と下方の圧延ロール１２との間隔が調整される。この一対の圧延ロール１２は、比較的大きな断面の鋼片４４から比較的小さい断面の鋼片４４まで、圧延ロール１２の交換無しに稜部を部分圧延することができる。比較的大きな断面の鋼片４４の稜部圧延において、圧延代が必要以上に大きくなることがない。これにより稜部圧延の負荷は比較的小さく抑えることができる。比較的負荷が小さい稜部圧延は、圧延時間が短い。この稜部圧延工程は、分塊圧延工程と圧延工程との間に設けても、丸棒鋼４８の単位時間当たりの生産量を減少させることがない。比較的負荷が小さい稜部圧延は、噛み込み不良の発生が抑制されている。
【００２９】
この実施形態では、圧延ロール１２の角度θは、９５°である。この製造方法では、角度θは、７５°以上１１５°以下としている。このテーパ面２４により、鋼片４４の稜部が圧延される。この角度θが７５°以上１１５°以下のカリバー２０により、鋼片４４の稜部が好ましい面取り形状に圧延される。角度θが大きいカリバー２０では、一辺の長さが異なる大小の鋼片４４を稜部圧延する際に圧延孔１８の上下方向の間隔の変更量を小さくできる。このカリバー２０は、より断面の小さい鋼片４４からより断面の大きな鋼片４４までの稜部圧延ができる。このカリバー２０は、稜部圧延できる鋼片４４の断面の大きさの範囲が広い。この観点から、角度θは、８０°以上がより好ましく、８５°以上が更に好ましい。角度θが大きい過ぎると、後の圧延工程での噛み込み不良の抑制及びヘゲ疵抑制の効果が小さくなる。この観点から、角度θは、１１０°以下がより好ましく、１０５°以下が更に好ましい。
【００３０】
この稜部圧延工程を経て鋼片４６が得られる。この鋼片４６が圧延工程に送られる。鋼片４６は熱間圧延される。鋼片４６は、圧延ロール１４の圧延孔３８を通されて鋼片４７が得られる。鋼片４７は、更に圧延ロール１４の圧延孔４０を通されて丸棒鋼４８が得られる。この製造方法では、大径の丸棒鋼４８（例えば直径が２００ｍｍ以上の丸棒鋼）が得られる。
【００３１】
図３に示されるように、小径の丸棒鋼４８（例えば直径が２００ｍｍ未満の丸棒鋼）が得られる鋼片５０は、通し孔３２を通される。この通し孔３２は、断面の小さい鋼片５０が圧延されることに無し通り抜けられる大きさに設定さている。これにより、断面の小さい鋼片５０は、稜部圧延されることなく圧延工程に送られる。断面の小さい
【００３２】
この丸棒鋼４８の製造方法では、稜部圧延された鋼片４６が鋼片圧延機８の圧延孔３８に通される。これにより、噛み込み不良の発生が抑制されている。ヘゲ疵の発生が抑制されている。鋼片４４は断面を予め略八角形に圧延する必要がない。この分塊圧延では、八角形に圧延する圧延ロールへの型替えが必要とされない。八角形に圧延する圧延ロールへの型替え時間が発生しない。この製造方法は、生産効率に優れている。
【００３３】
鋼片５０は、正方形の断面の一辺の長さが短い鋼片である。比較的小さい断面の鋼片では、圧延ロール１４での噛み込み不良が発生しない。この鋼片５０から得られる丸棒鋼４８では、ヘゲ疵が発生しない。噛み込み不良やヘゲ疵が発生しない断面の大きさは、試験的に断面積の異なる複数の鋼片を圧延することで、特定される。この実施形態では、一辺の長さが１９０ｍｍより小さい鋼片では、噛み込み不良の発生がなかった。一辺の長さが１９０ｍｍより小さい鋼片から得られた直径１７０ｍｍ未満の丸棒鋼では、ヘゲ疵の発生がなかった。この実施形態では、鋼片５０は、正方形の断面の一辺の長さが１９０ｍｍより短い鋼片である。この鋼片５０では稜部圧延をする必要がない。この鋼片５０は、通し孔３２を通される。
【００３４】
略正方形の断面の一辺の長さが１９０ｍｍ以上の鋼片４４は、圧延される前に稜部圧延される。一種類の圧延ロール１２で正方形の一辺の長さは１９０ｍｍ以上２８０ｍｍ以下の鋼片４４の圧延に使用できる。この一種類の圧延ロール１２で直径１７０ｍｍ以上２６０ｍｍ以下の良好な丸棒鋼４８を得ることができる。
【００３５】
稜部圧延機６の圧延ロール１２は、稜部圧延を必要としない断面の小さい鋼片５０から稜部圧延を必要とする断面の大きい鋼片４４まで交換されずに圧延できる。この圧延設備２は、稜部圧延機６を製造ラインから外す必要がない。
【００３６】
分塊圧延機４の圧延孔１８を通されて、鋼片４４の断面が略正方形に圧延される。この鋼片４４の断面の大きさは、鋼片４４の用途により変えられる。この正方形の断面の一辺の長さは、分塊圧延工程で定まる。この圧延設備２では、正方形の断面の一辺の長さが１３０ｍｍから２６０ｍｍの範囲の鋼片４４の圧延が圧延ロール１２の交換無しで可能である。この鋼片４４が圧延されて、直径が１００ｍｍから２６０ｍｍの良好な丸棒鋼４８が得られる。
【００３７】
この実施形態では、鋼片４４が稜部圧延をされることでヘゲ疵の発生が抑制されている。この観点から、一対の圧延ロール１２が形成する圧延孔２６は、稜部の圧延に適した形状であればよい。例えば、圧延孔２６は、略楕円であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、断面が矩形の鋼片を圧延して、丸棒鋼を得る生産方法に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る丸棒鋼の圧延設備が示された概念図である。
【図２】図２は、図１の分塊圧延機の圧延ロールが示された正面図である。
【図３】図３（ａ）は図１の稜部圧延機の圧延ロールが示された正面図であり、図３（ｂ）は図１の稜部圧延機の圧延ロールが示された側面図である。
【図４】図４は、図１の鋼片圧延機の圧延ロールが示された正面図である。
【図５】図５は、本は発明の一実施形態に係る圧延方法の工程図である。
【図６】図６は、従来の丸棒鋼の圧延設備が示された概念図である
【図７】図７は、従来の鋼片が圧延されて丸棒鋼が得られる鋼片圧延の工程図である。
【符号の説明】
【００４０】
２・・・圧延設備
４・・・分塊圧延機
６・・・稜部圧延機
８・・・鋼片圧延機
１０・・・圧延ロール
１２・・・圧延ロール
１４・・・圧延ロール
１６・・・カリバー
１８・・・圧延孔
２０・・・カリバー
２２・・・カリバー
２４・・・テーパ面
２６・・・圧延孔
２８・・・テーパ面
３０・・・円筒面
３２・・・通し孔
３４・・・カリバー
３６・・・カリバー
３８・・・圧延孔
４０・・・圧延孔
４２・・・鋼塊
４４・・・鋼片
４６・・・鋼片
４７・・・鋼片
４８・・・丸棒鋼
５０・・・鋼片
１００・・・圧延設備
１０２・・・分塊圧延機
１０４・・・鋼片圧延機
１０６・・・鋼塊
１０８・・・圧延ロール
１１０・・・鋼片
１１２・・・圧延ロール
１１４・・・丸棒鋼
１１６・・・鋼片
１１８・・・圧延ロール
【図１】
0005155741.tif 000002
【図２】
0005155741.tif 000003
【図３】
0005155741.tif 000004
【図４】
0005155741.tif 000005
【図５】
0005155741.tif 000006
【図６】
0005155741.tif 000007
【図７】
0005155741.tif 000008